Formula pierderii prin frecare a furtunului de incendiu: coeficienți, exemple și presiunea pompei

O linie de atac de 200 de picioare de furtun de 1,75 inci care curge 150 de galoane pe minut arde cu aproximativ 70 psi înainte ca apa să ajungă vreodată la duză. Operatorii de pompe care opresc acest număr de obicei află printr-un flux scurt și slab și multe ghiciri la accelerație. Instrumentul care prezice aceasta este o multiplicare: FL = C x Q^2 x L, unde FL este pierderea prin frecare în psi, C este un coeficient stabilit de diametrul furtunului și căptușeală, Q este debitul în sute de galoane pe minut și L este lungimea furtunului în sute de picioare.

Ceea ce urmează este modul în care formula se comportă unitate cu unitate, ce coeficienți se aplică dimensiunilor obișnuite ale furtunurilor, cum rezultatul devine o presiune de refulare a pompei și unde adaptoarele, reductoarele și distribuitorii schimbă în liniște răspunsul.

Formula de pierdere prin frecare a furtunului de incendiu, unitate cu unitate

Pierderea prin frecare este presiunea cheltuită pentru turbulențe și tragere pe măsură ce apa alunecă de-a lungul căptușelii furtunului. Se ridică în linie dreaptă cu lungimea și cu pătratul debitului, motiv pentru care o creștere modestă a galoanelor pe minut poate consuma o mare parte din puterea pompei.

• FL este pierderea prin frecare în psi pentru secțiunea furtunului care se calculează.
• C este coeficientul de pierdere prin frecare, o valoare publicată legată de diametrul furtunului și de construcție.
• Q este debitul în sute de galoane pe minut, deci 150 gpm devine 1,5 și 250 gpm devine 2,5.
• L este lungimea în sute de picioare, deci 200 de picioare devin 2.

Exemplu lucrat: 200 de picioare de furtun de 1,75 inci la 150 gpm. Q este 1,5, deci Q pătrat este 2,25, iar L este 2. FL = 15,5 x 2,25 x 2, care vine la 69,75 psi, sau aproximativ 70 psi.

Două comportamente ies direct din acea aritmetică. Dublați lungimea furtunului și pierderea se dublează. Se dublează debitul, iar pierderea se dublează, deoarece termenul de curgere este la pătrat.

Coeficienți de pierdere prin frecare pentru dimensiunile obișnuite ale furtunurilor

Valorile C publicate provin din testele de debit pe anumite construcții de furtun. Cifrele de mai jos sunt valorile de planificare utilizate pe scară largă pentru furtunul de incendiu căptușit și funcționează bine ca punct de plecare pentru calculele de aspect.

Tabelul explică de ce furtunul cu diametru mare domină munca de alimentare. Deplasarea cu 200 gpm printr-un furtun de 1,75 inci costă aproximativ 62 psi la 100 de picioare. Deplasarea aceluiași debit prin furtun de 4 inchi costă mai puțin de 1 psi.

Transformarea pierderii prin frecare în presiunea de refulare a pompei

Cifra panoului pompei urmează o sumă simplă: presiunea de refulare este egală cu presiunea duzei plus pierderea prin frecare plus câștigul de cotă plus pierderea aparatului.

1. Presiunea duzei: de obicei 50 psi pentru un orificiu neted și 100 psi pentru o duză de ceață sau reglabilă.
2. Pierderea prin frecare: formula de mai sus, aplicată fiecărei secțiuni de furtun din structura.
3. Altitudine: aproximativ 0,5 psi per picior de înălțime sau aproximativ 5 psi per etaj al unei clădiri tipice.
4. Pierderea aparatului: aproximativ 10 psi per wye sau distribuitor și adesea 25 psi pentru o conexiune la conductă verticală.

Exemplul unu: 200 de picioare de furtun de 1,75 inchi la 150 gpm cu o duză de ceață la 100 psi pe teren plan dă 100 70 sau 170 psi la panou.

Exemplul doi: același debit prin 200 de picioare de furtun de 2,5 inchi. FL = 2 x 2,25 x 2 = 9 psi, deci cifra panoului este de 100 9 sau 109 psi.

Același flux, 61 psi mai puțin la pompă. Diferența nu este duza și nu pompa; este orificiul furtunului care transportă apa.

Adaptoarele, reductoarele și cuplajele schimbă răspunsul

Pierderea prin frecare durează în interiorul furtunului, dar este controlată la conexiuni. Orice componentă care îngustează calea navigabilă adaugă o cădere de presiune locală, iar orice componentă care reduce diametrul efectiv pe o secțiune a furtunului modifică valoarea C utilizată pentru acea secțiune.

O scădere de la 1 3/4 inch la 1 1/2 inch crește coeficientul de la 15,5 la 24, cu aproximativ 55% mai multă pierdere la același debit. Prin urmare, un adaptor reducător la ieșirea panoului pompei sau la intrarea duzei nu este un hardware neutru la presiune. Este un schimb deliberat de presiune pentru compatibilitatea interfeței.

Reductor cu mai mulți dinți pentru conexiuni de furtun de incendiu de diferite dimensiuni Conectează furtunuri sau echipamente de incendiu cu mai mulți dinți de diferite dimensiuni; o alegere practică atunci când interfețele de furtun și echipamente necesită o schimbare de dimensiune, cu dimensiuni personalizabile. Vizualizare produs →

Pe partea ofertei, recompensele aritmetice au fost plictisitoare. Un cuplaj cu diametru mare care menține întreaga cale de apă deschisă prin conexiune păstrează valoarea scăzută C a furtunului din spatele acestuia, care este exact ceea ce solicită întinderea lungă și debitele mari.

Cuplaj de furtun Storz mare pentru conexiuni de alimentare Cuplaj de furtun de incendiu Storz de dimensiuni mari cu capete zimțate sau nervurate și dimensiuni de până la 300 mm pentru conexiuni de alimentare cu diametru mare. Vizualizare produs →

Când un distribuitor împarte fluxul

Un distribuitor cu două sensuri nu reduce la jumătate pierderea prin frecare. În amonte de împărțire, linia de alimentare poartă suma ambelor fluxuri, iar acel total este ceea ce intră în formulă. Două linii de atac de 150 gpm alimentate de la o linie de alimentare înseamnă 300 gpm, sau un Q de 3, în calculul aprovizionării. Pentru 200 de picioare de furtun de alimentare de 2,5 inchi, pierderea este de 2 x 9 x 2 sau 36 psi, înainte ca oricare linie de atac să fie luată în considerare. Adăugați pierderea în aparat a distribuitorului și presiunea din panou crește și mai mult.

Cinci erori de pierdere prin frecare care apar pe terenul de incendiu

1. Folosind gpm în loc de sute de gpm. Introducerea a 150 în loc de 1,5 umflă rezultatul de o sută de ori și trimite presiunea panoului la o cifră fără sens.
2. Uitând de înălțime. O înălțime de 40 de picioare adaugă aproximativ 20 psi, iar o țeavă verticală sau un aspect sub nivelul nivelului schimbă semnul acelui termen.
3. Tratarea coeficientului publicat ca fiind exact. Furtunul mai vechi, furtunul îndoit, căptușeala deteriorată și cuplajele restricționate, toate împing pierderea reală peste valoarea calculată, motiv pentru care multe departamente adaugă o marjă de 10 până la 15 la sută pentru întinderi lungi.
4. Ignorarea pierderii aparatului. Fiecare dispozitiv dintre pompă și duză consumă o presiune pe care formula de frecare nu o include.
5. Reutilizarea unei setări de pompă dintr-un aspect diferit. O setare care funcționează pentru 200 de picioare de furtun de 1,75 inci este greșită pentru 300 de picioare și greșită din nou dacă duza este schimbată.

Presiunea duzei se află în același buget

Presiunea duzei nu este pierderea prin frecare, dar cele două concurează pentru aceeași putere a pompei. O duză evaluată la 100 psi are nevoie de 100 psi la intrare, iar fiecare psi pierdută în furtun iese din raza curentului de acces și de penetrare.

Duzele reglabile funcționează în mod normal la 100 psi și se schimbă între modele de jet drept, ceață îngustă și ceață largă. Fiecare model modifică debitul efectiv și, prin urmare, pierderea prin frecare în amonte, motiv pentru care o setare a pompei copiată dintr-un burghiu cu flux drept poate dezamăgi odată ce modelul este deschis. Pentru informații despre cum se comportă aceste modele, consultați modurile de pulverizare ale duzei reglabile .

Duză cu flux drept pentru stingerea incendiilor pe distanțe lungi Oferă un jet columnar solid și dens pentru suprimarea la distanță lungă; unele modele includ o supapă cu bilă pentru controlul rapid al debitului și ajută la prevenirea creșterilor de presiune. Vizualizare produs →

Dispozitivele cu flux drept și cu orificiu neted sunt mai puțin sensibile la acest efect, deoarece debitul lor este stabilit de diametrul duzei și presiunea de admisie, mai degrabă decât de un model reglabil.

Comenzi rapide de câmp și Cum se verifică numărul

Operatorii de pompe rareori se înmulțesc în cap la trei dimineața. O scurtătură utilă pentru furtunul de 1,75 inci merită memorată: aproximativ 15 psi la 100 de picioare la 100 gpm, 35 psi la 150 gpm și 62 psi la 200 gpm. Pentru furtunul de 2,5 inchi, aceleași debite costă aproximativ 2, 4,5 și 8 psi la 100 de picioare.

Verificarea este simplă pe un teren de antrenament. Setați un debit cunoscut cu un debitmetru în linie, citiți presiunea la pompă și la intrarea duzei și scădeți. După reglarea înălțimii, diferența este pierderea reală prin frecare a acelui furtun la acel debit. Compararea acesteia cu valoarea calculată arată dacă coeficientul publicat încă se potrivește furtunului în funcțiune.

Executarea acestei verificări o dată pe an prinde uzura căptușelii, lungimile de cuplare modificate și orice restricție introdusă de un cuplaj sau adaptor care a fost schimbat fără revizuire.

Specificarea furtunului, cuplajelor și adaptoarelor având în vedere presiunea

Formula recompensează trei obiceiuri de specificare. Păstrați orificiul de lucru atât de mare cât permite operațiunea, evitați reducerile inutile între pompă și duză și confirmați că fiecare cuplaj și adaptor se potrivesc atât cu furtunul, cât și cu filetul sau standardul de blocare utilizat.

Acest ultim punct contează cel mai mult pentru proiectele internaționale, unde Storz, Machino, NH și alte modele apar unul lângă altul. Un adaptor care depășește standardele este util doar dacă canalul său de apă se potrivește cu furtunul cu care se îmbină, deoarece un orificiu restricționat se comportă exact ca un furtun mai mic în calcul.

Dacă bugetul de presiune trebuie să se mențină pe teren, merită să confirmați dimensiunile și cerințele de debit înainte de a comanda hardware-ul. Împărtășiți condițiile de funcționare cu echipa de ingineri și verificați numerele față de componentele reale, mai degrabă decât față de un tabel generic. Formula rămâne aceeași; se modifică doar intrările.